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铜陵绿松石的红外光谱特征及矿物组成

更新时间:2016-07-05

0 引言

绿松石又名“土耳其玉”,是一种含水铜铝磷酸盐矿物的集合体。其质地细腻、光泽柔美,从古至今已有6000~7000年的昌盛历史,是具有丰富文化内涵和悠久历史的重要玉石品种,为我国四大名玉之一。近几十年来,国内外学者从不同角度分别对各个产地绿松石的宝石学及谱学特征进行了较深入的研究,但对于安徽铜陵出产的绿松石未做研究,相关资料也极少报道。尽管铜陵绿松石产量较低、粒度相对较小,但凭借其湛蓝鲜艳的颜色、坚硬纯净的质地,深受绿松石行业的青睐,其中最为玩家钟情的铜陵绿松石品种为豆粒状的“铜陵小籽”(图1)。

从早期湖湘学派强调经世致用,到王船山的“力行第一”的知行观,再到魏源的“师夷长技”、章太炎的“以革命明之,以革命去之”都体现了湖湘学派知行观经世致用的特质。“一批批湖湘志士,在这种经世致用和力行实践思想的熏染下,‘以天下为己任’,在近代以来的政治文化领域留下光辉灿烂的业绩。”[5]毛泽东就是其中之一。

图1 “铜陵小籽”绿松石 Fig.1 “Tongling small seeds” turquoise

笔者从安徽铜陵矿区采集绿松石样品,利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜,对铜陵绿松石的红外光谱特征及矿物组成、微形貌特征进行了较为深入的分析和研究;并与安徽马鞍山绿松石的特征红外光谱和扫描电子显微镜照片进行对比研究,旨在为业内人士了解铜陵绿松石和更进一步研究与鉴定铜陵绿松石提供一定的参考。

1 矿区地质背景及矿石特征

铜陵绿松石见于庐枞盆地北端铜陵市枞阳县与合肥市庐江县交界处附近的钱铺、石桥、笋山等地,曾作为绿松石矿的小型矿山开采或作为铜矿的副产品开采。在钱铺、毛笼、李思安等铜矿区破碎带中零星见有绿松石产出。

“苏麦188”系江苏丰庆种业科技有限公司以扬辐麦2号系统选育育成的春性中筋小麦品种,2012年通过国家审定(国审麦2012005)。宜兴市通过对“苏麦188”的引种试验,结合种植示范推广,对该品种的产量表现及高产栽培技术进行了探讨,以期为大面积生产提供技术指导。

铜陵绿松矿石粒度较小,具有他形粒状结构、次生填隙结构等。颜色呈浅天蓝-天蓝色,碎粉状、碎块状构造。伴生矿物主要有孔雀石、黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿及石英、长石、高岭石、绿泥石、绿帘石等[1]

2 样品和测试

2.1 样品

从所测得样品ZR-1(图8)和ZR-4(图9)的XRD图谱、衍射数据表(表3)可以得出,铜陵绿松石样品的主要衍射数据d值分别为3.6631Å(100),3.6740Å(100),与标准卡片比对的结果表明:铜陵绿松石的特征衍射谱线、矿物组成与绿松石理论谱线相吻合,且纯度很高,基本不含其他矿物成分。并且从衍射峰强度可以判断蓝色样品ZR-4的结晶程度要高于绿蓝色样品ZR-1。

图2 铜陵绿松石样品 Fig.2 Samples of turquoise from Tongling

图3 铜陵绿松石样品ZR-5 Fig.3 Turquoise sample ZR-5 from Tongling

图4 马鞍山绿松石样品ZR-6 Fig.4 Turquoise sample ZR-6 from Ma’'anshan

图3和图4所示样品为B组,分别是铜陵绿松石样品ZR-5和马鞍山绿松石样品ZR-6,该组样品主要进行扫描电镜的测试,用于对比不同产地绿松石的微形貌特征,具体描述见表1。

2.2 测试方法

表1 绿松石样品描述 Table 1 Description of turquoise samples

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扫描电镜是利用聚焦的非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接收、放大和显示成像,获得测试样品的表面微形貌图像。

在前人对绿松石红外吸收光谱研究[3,4]的基础上,动致红外吸收谱带出现在838 cm-1、785 cm-1附近,由ν4(PO4)弯曲振动致红外吸收谱带主要位于650 cm-1、576 cm-1、488 cm-1处。从所选取的4个样品的红外光谱叠加图可以看出,4块铜陵绿松石样品所表现出的红外吸收光谱特征基本相同,仅在个别波数范围内存在微小的偏差(见表2)。其红外吸收谱带与文献[7]中描述的天然绿松石的吸收谱带存在一定范围的偏差。

绿松石为一种含铜、铝和水的磷酸盐多晶集合体宝石,其中OH-、H2O及PO43-基团的振动模式和频率决定了绿松石红外光谱的主要特征[2]。根据图7和表2显示,由安徽铜陵矿区采集的绿松石样品(ZR-1,ZR-2,ZR-3,ZR-4)表现出的红外吸收谱带特征与安徽马鞍山产出的绿松石基本相同,仅在不同颜色的绿松石样品之间存在微小的差异。

为了对比不同产地绿松石的微观形貌,该项测试笔者分别采用了铜陵绿松石样品ZR-5和马鞍山绿松石样品ZR-6,样品的扫描电子显微镜照片如图5和图6所示。可以看出,在放大8000倍下,铜陵绿松石样品ZR-5微形貌表现为矿物颗粒呈鳞片状,界限清晰,有一定的孔隙度,质地细腻;而马鞍山绿松石样品ZR-6微形貌特征为清晰的针状、柱状和短柱状,晶形完整清晰,质地细腻。

3 测试结果与讨论

3.1 表面观察及微形貌特征

常规显微镜下观察,样品表面整体呈浅绿蓝-蓝色,不透明-微透明,未抛光面呈土状-蜡状光泽,抛光面多呈半玻璃光泽,结构致密而细腻;蓝色基底表面上均伴有白色细纹,局部有无色透明矿物包体及黑色、暗色矿物包体。

以上红外吸收谱带所产生的波数偏差主要是由于铜陵绿松石样品中水的结晶程度和铜陵绿松石自身的结晶程度不完全所导致。对铜陵绿松石样品的红外吸收光谱进行分析。编号为ZR-1的样品中,由v(OH)伸缩振动导致的红外吸收锐谱带主要位于3508cm-1和3465cm-1处,而v(MFe,Cu-H2O)伸缩振动致红外吸收谱带则出现在3284cm-1、3071cm-1处。由δ(H2O)弯曲振动致红外吸收谱带位于1653cm-1处。从图中可以看出,由δ(H2O)弯曲振动致红外吸收谱带与文献[5,6]报道的δ(H2O)弯曲振动致红外吸收弱谱带存在一定的差异。

X射线粉晶衍射仪采用的是德国布鲁克D8型X射线衍射仪,对其物相进行了分析。为分析铜陵绿松石的矿物组成,将绿松石样品(编号ZR-1,疏松状;编号ZR-4,致密状),分别用玛瑙碾钵将样品磨制成200目以下的粉末,测试条件:温度24℃,湿度56%,铜靶,发射狭缝与散射狭缝1°,接收狭缝0.3mm,电压40kV,电流40mA,步长0.02°,扫描范围(2θ)5°~72°。

3.2 红外光谱分析

什么样的访客群体对企业来说是很重要?企业期望的访问者行为有哪些?销售主要集中于哪一个来源?企业是在试图吸引哪些访客?在企业的网站上什么是重要的?可以设置更多这类重要的问题是并尝试回答,以获得最佳的细分群组。

图5 样品ZR-5电子显微照片 Fig.5 Electron micrograph of sample ZR-5

图6 样品ZR-6电子显微照片 Fig.6 Electron micrograph of sample ZR-6

图7 铜陵绿松石的红外吸收光谱 Fig.7 Infrared absorption spectrum of turquoise from Tongling

红外光谱仪采用的是德国布鲁克TENSOR27型傅里叶变换红外光谱仪,测试条件:光谱范围为4000~400cm-1,分辨率为4cm-1,样品及背景扫描次数均为128次(除做特别说明外),测试方法为反射法。为了验证反射法测得的红外吸收光谱的可靠性及红外吸收谱带的位移情况,笔者在相同的条件下对4个样品的红外吸收光谱进行了比对。对于测出的反射图谱,应用Kramers-Kronig转换技术使之转换为人们所熟知的红外吸收光谱,使用Opus软件对所测的图谱进行处理,采用自动基线校正并累加处理。

本文的研究主要基于费金、哈尔彭等人的《知识推理》(1995年)中引入了知识模型、公共知识和建立在程序基础上的知识和计算等的认知逻辑。在范·本特姆的《动态逻辑探究》(1996年)中引入了动态逻辑系统,并结合坎普等人的《自然语言中的信息》(2008年)中有关信息流的研究,在借助蒙太古的《形式哲学》(1974年)的基础上阐述了自然语言的动态逻辑在人工智能中的应用和哲学阐释。

v3(PO4)伸缩振动致红外吸收谱带位于1117 cm-1、1061 cm-1、1012 cm-1处,而δ(OH)弯曲振

表2 不同产地绿松石的红外吸收谱带 Table 2 Infrared absorption bands of turquoise from different origins

样品编号 振动类型ν(OH)伸缩振动ν(MFe,Cu-H2O)伸缩振动ν3(PO4)伸缩振动δ(OH)弯曲振动ν4(PO4)弯曲振动ZR-1 3508,3465 3284,3071 1117,1061,1012 838,785 650,576,488 ZR-2 3509,3464 3287,3073 1118,1061,1012 838,784 650,577,488 ZR-3 3509,3465 3281,3069 1117,1061,1012 838,784 650,576,488 ZR-4 3508,3465 3282,3070 1120,1062,1013 838,784 650,575,488马鞍山绿松石[7] 3507,3465 3285,3074 1116,1063,1015 839,783 649,574,488

3.3 X射线粉晶衍射分析

用于测试的绿松石样品分别见图2、图3和图4。其中图2中四个铜陵绿松石为A组,样品编号分别是:ZR-1、ZR-2、ZR-3和ZR-4,该组样品主要用来进行红外光谱和X射线粉晶衍射测试,为方便后续实验,样品底部均打磨抛光成平面。

4 结论

图8 铜陵绿松石样品ZR-1的XRD图谱 Fig.8 XRD pattern of turquoise sample ZR-1 from Tongling

图9 铜陵绿松石样品ZR-4的XRD图谱 Fig.9 XRD pattern of turquoise sample ZR-1 from Tongling

表3 铜陵绿松石样品ZR-1和ZR-4的XRD衍射数据表 Table 3 XRD data of turquoise samples ZR-1 and ZR-4 from Tongling

样品号 衍射角(2θ)(单位/度)相对衍射强度(%)面网间距(d)(单位/Å)样品号衍射角(2θ)(单位/度)相对衍射强度(%)面网间距(d)(单位/Å)9.857 12.5 8.9662 ZR-1 ZR-4 13.198 35.0 6.7030 13.239 10.8 6.6825 14.355 75.0 6.1650 14.355 46.0 6.1653 14.355 75.0 6.1650 14.818 20.0 5.9737 14.787 45.0 5.9860 18.513 22.5 4.7889 18.524 45.0 4.7860 24.278 100.0 3.6631 24.205 100.0 3.6740 25.962 42.0 3.4292 25.964 45.0 3.4290 27.247 28.5 3.2704 26.158 25.0 3.4040 28.914 16.4 3.0854 27.132 25.0 3.2840 30.765 68.9 2.9039 27.284 25.0 3.2660 30.911 29.5 2.8905 28.938 25.0 3.0830 35.717 18.2 2.5119 30.808 80.0 2.9000 38.252 11.7 2.3510 35.729 30.0 2.5110 39.012 19.8 2.3069 38.371 25.0 2.3440 40.449 19.1 2.2282 38.871 35.0 2.3150 42.688 13.6 2.1164 39.064 40.0 2.3040 43.829 22.3 2.0639 40.491 40.0 2.2260 44.939 28.5 2.0155 42.718 35.0 2.1150 47.716 10.4 1.9045 43.872 45.0 2.0620 49.364 16.3 1.8447 44.997 35.0 2.0130 50.082 14.1 1.8199 47.835 30.0 1.9000

(1)在宝石显微镜下观察,铜陵绿松石样品大体以蓝色为主,不透明-微透明,高质量者呈蜡状光泽或半玻璃光泽,其结构致密而细腻,蓝色基底表面上常伴有白色细纹,可含石英等无色透明矿物包体及暗色矿物包体。

(2)从微观形貌分析,铜陵绿松石和马鞍山绿松石均表现出质地细腻的特性。其中铜陵绿松石具有明显的鳞片状集合体微观形貌结构,而马鞍山绿松石呈现柱状或针状结构。

(3)红外光谱检测结果表明,铜陵绿松石样品的分子组成和其他产地的绿松石相同,仅在个别波数范围内存在微小的偏差,主要是由于结晶程度不同导致。其中由OH-、H2O和基团的伸缩振动和弯曲振动导致的红外吸收锐谱带分别位于3500~3400cm-1和850~750cm-1附近, 3300~3050 cm-1和1650 cm-1附近以及1120~1010cm-1和650~480 cm-1附近。

舞蹈节目的民间文化元素与公共文化服务实践 ……………………………………………………………………… 廖智享(3/67)

(4) X射线粉晶衍射结果表明,铜陵绿松石的特征衍射谱线与绿松石理论谱线相吻合,并且矿物组成单一。

要引起重视的是,患者接受雾化吸入治疗时,要进行创面的细菌培养,确定抗生素使用类型,临床中创面有多重细菌感染情况存在,而且耐药性强。此次研究我们使用了氨基苷类抗生素联合第三代头孢菌素进行抗感染治疗,根据细菌检验结果来调整,患者创面修复前,存着不同程度的高热症状,进行抗感染治疗后,均得到控制,尽早的停药,避免患者恢复体温后对机体菌群产生影响,引起二次感染 。

参考文献:

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[2]陈全莉,亓利剑.马鞍山绿松石中水的振动光谱表征及其意义[J].矿物岩石,2007,27(1):30~35.

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[4]张慧芬,林传易,马钟玮,等.绿松石的某些磁性、光谱特征和颜色的研究[J].矿物学报,1982(4):253~261.

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[7]熊燕,陈全莉,亓利剑,曹姝旻.湖北秦古绿松石的红外吸收光谱特征[J].红外技术,2011,33(10):610~613.

左锐,戴慧,王枫,蒋小平,于露
《安徽地质》 2018年第4期
《安徽地质》2018年第4期文献

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